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Hydrogen-Methanol Ship propulsion system using on-board pre-combustion carbon capture

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Une innovation basée sur l’hydrogène pourrait contribuer à un transport maritime plus respectueux de l’environnement

Alors que la demande de transport maritime mondial augmente, le secteur subit une pression énorme pour diminuer les émissions. Une technologie pionnière basée sur l’hydrogène pourrait aider le transport maritime à assurer un avenir écologique et compétitif.

Transports et Mobilité

Les pénuries d’approvisionnement survenues pendant la pandémie de COVID ont rappelé à point nommé le rôle vital que jouent les transports dans le commerce mondial. La croissance démographique et la demande croissante d’énergie et de biens de consommation vont encore davantage accroître la pression exercée sur le secteur, et plus particulièrement sur le transport maritime. «Les navires transportent près de 90 % du volume des échanges mondiaux et environ 70 % de leur valeur», fait remarquer le coordinateur du projet HyMethShip, Igor Sauperl, de LEC, en Autriche. «Le transport par voie d’eau reste essentiel à l’économie mondiale.» Parallèlement, le monde prend conscience de l’urgence d’agir en faveur du climat. Pour le secteur du transport maritime, cela signifie réduire considérablement les émissions de gaz à effet de serre et la pollution de l’eau. En 2018 par exemple, l’Organisation maritime internationale (OMI) a adopté une résolution visant à diminuer de 50 % les émissions de gaz à effet de serre du transport maritime d’ici 2050. «Nous devons combiner des solutions innovantes telles que des carburants de nouvelle génération, de nouveaux concepts de propulsion et des réglementations ambitieuses pour opérer le changement nécessaire», explique Igor Sauperl. «Plusieurs solutions envisageables sont actuellement à l’étude, parmi lesquelles le système HyMethShip.»

Transport maritime à l’hydrogène

Lancé en juillet 2018, l’ambitieux projet HyMethShip avait pour objectif de réduire drastiquement les émissions et d’améliorer l’efficacité des navires en concevant une combustion d’hydrogène sans émission de CO2 dans un moteur à combustion interne. La solution proposée reforme le méthanol en hydrogène, qui est ensuite brûlé dans un moteur aménagé pour brûler plusieurs types de carburant et spécialement optimisé pour l’utilisation de l’hydrogène. Cet objectif complexe et stimulant a réuni l’industrie et des institutions de recherche issues des quatre coins de l’Europe. «Les partenaires du projet représentaient l’ensemble de la chaîne de valeur, des fabricants de moteurs et des fournisseurs de composants aux concepteurs de navires, aux chantiers navals et aux sociétés de classification», ajoute Igor Sauperl. Le système de combustion alimenté par hydrogène a été développé à l’aide d’une simulation 3D et de travaux expérimentaux sur un moteur de recherche monocylindre. La technologie a ensuite été éprouvée à terre à l’aide d’un moteur typique (et facilement extensible) pour les applications marines – un moteur de grosse cylindrée de 2 MW. Un réacteur à membrane pour le reformage de méthanol à la vapeur et la séparation de l’hydrogène a été développé simultanément. Le moteur et le réacteur ont ensuite été intégrés à une technologie de récupération de chaleur et de capture du carbone, conçue pour atteindre une efficacité énergétique et une réduction des émissions importantes. Des problèmes tels que l’installation, l’intégration et le fonctionnement à bord ont été évalués, tout comme la durabilité environnementale.

Stimuler le transport maritime européen

Des tests rigoureux à terre ont permis de démontrer l’énorme potentiel du système HyMethShip. La phase de test a également permis d’identifier les domaines susceptibles d’être améliorés. «Le fonctionnement du moteur alimenté à l’hydrogène pur a été réalisé dans le respect des limites d’émission fixées par l’OMI», explique Igor Sauperl. «Nous avons également démontré que les membranes à base de carbone pouvaient produire un flux d’hydrogène extrêmement pur.» L’équipe du projet est par conséquent convaincue que le concept HyMethShip aidera le secteur – en particulier le transport maritime longue et moyenne distance – à réaliser d’importantes réductions de ses émissions de CO2 de manière économiquement rentable. «L’introduction de carburants verts à base d’hydrogène pour la propulsion marine ouvrirait de nouvelles opportunités sur un marché actuellement dominé par les combustibles fossiles», ajoute Igor Sauperl. Les prochaines étapes consisteront notamment à développer une application grandeur nature, qui sera testée et mise à l’essai à bord d’un navire. «L’intégration immédiate sur un navire dans le cadre de ce projet se serait avérée beaucoup trop onéreuse», fait remarquer Igor Sauperl. «Des scénarios potentiels sont actuellement en cours d’élaboration avec plusieurs consortiums, l’objectif concret étant d’effectuer le voyage inaugural en 2025/2026.» En introduisant une approche totalement nouvelle de la propulsion des navires, entièrement basée sur les énergies renouvelables, le projet HyMethShip constitue sans nul doute une étape importante pour la technologie du transport maritime. «Des solutions durables de ce type contribueront à accroître le potentiel d’innovation européen et à renforcer davantage la compétitivité de notre industrie maritime», déclare Igor Sauperl.

Mots‑clés

HyMethShip, navire, transport, émissions, hydrogène, méthanol, énergie, renouvelable

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